High Velocity Compaction of Carbon Compositions

Abstract

High velocity compaction of metal, ceramic and other powders have no widespread industrial application at the present time. Carrying out a large number of experiments with processes of high velocity compaction with powders of non-ferrous, ferrous metals, ceramics and polymers – showed that formation with speeds of the ram tester more than 1–2 m/s, causes the following adverse effects: pressing of gases and vapors of the liquids containing in initial powders and destruction of the specimens. In Chelyabinsk there are several large-scale enterprises (“Electrode Plant”, “Electrometallurgical Integraыted Plant”, Plant “Grafitoplast”, branch of “Doncarb Graphite”, “Uglegraphite”, “Carbon Material Plant” and others), which produce a brand range of products from carbon compositions. Scientists from Resource Centre of Special Metallurgy of South Ural State University (RCSM of SUSU) carried out the theoretic, technologic and experimental investigations for these enterprises. This article is devoted to the analysis of the experimental studies on devices of the Swedish company HY-DROPULSOR and the American company Instron. Foreign researchers established values of devices striker pin kinetic energy at which density of specimens comes nearly to theoretical, but, unfortunately, without indication of powder compositions, kind of specimens pressing and also strikers and specimens masses, their density at various values of speed and mass of strikers. Therefore the aim of the article is studying processes of High Velocity Compaction providing different indications of powder compositions containing graphite and optimized strikers and specimens masses, strikers speed. Высокоскоростные процессы формования металлических, керамических и других порошков до сих пор не получили промышленного применения. Многочисленными попытками высокоскоростных формований порошков цветных, черных металлов, керамики и полимеров установлено, что формование при скоростях ударника, превышающих 1–2 м/с, сопровождаются такими неблагоприятными явлениями, как запрессовывание в формовках газов и паров жидкостей, содержащихся в исходных порошках, и разрушение формовок. В Челябинске имеется несколько крупных предприятий («Электродный завод», «Электрометаллургический комбинат», завод «Графитопласт», филиал «Донкарб графит», «Углеграфит», «Завод углеродных материалов» и др.), которые выпускают широкий ассортимент изделий из углеродных композиций. Ученые из Ресурсного центра специальной металлургии Южно-Уральского государственного университета (РЦСМ ЮУрГУ) провели теоретические, технологические и экспериментальные исследования для этих предприятий. Данная статья посвящена анализу выполненных экспериментальных исследований на устройствах шведской фирмы HYDROPULSOR и американской фирмы Instron. Зарубежными исследователями установлены значения кинетической энергии бойков устройств, при которых плотность формовок приближается к теоретической, но без указания составов порошков и характера уплотнения формовок, а также массы бойков и формовок, их плотности при различных значениях скоростей и массы бойков. Таким образом, задача работы состояла в исследовании высокоскоростного формования разных составов композиций на основе графита при оптимальной массе бойков устройств и формовок, а также оптимальной скорости бойков устройств.